- Hintergrund:
Im BMBF-geförderten Forschungsprojekt MigrAVE (Multilinguales Online-Lernportal und transkultureller Roboter-Lernassistent für ASS) wurde neben einer Online-Informationsplattform ein Assistenzroboter zur Förderung autistischer Kinder im Rahmen verhaltenstherapeutischer Interventionsprogramme auf der Basis am Markt verfügbarer Hardware entwickelt. Der Roboter ist mit einem KI-basierten Zustandserkennungssystem ausgestattet, das das Engagement durch
Blickrichtungs- und Gesichtsmerkmalsanalysen automatisiert auswertet.
Dies ermöglicht dem Roboter, Aufgaben eigenständig zu initiieren und die Aufmerksamkeit der Kinder während der Ausführung zu überwachen. Zudem interveniert der Roboter mit einer kindgerechten Ansprache, sobald z.B. Ablenkung des Kindes festgestellt wird.
Methodik:
Zunächst wurde eine umfassende Anforderungsanalyse zu den Bedürfnissen
der möglichen Nutzer, ihrer betreuenden Therapeuten und Angehörigen
durchgeführt. Im Rahmen einer Lerndatenerhebung wurden im nächsten
Schritt Audio- und Videodaten von Kind-Roboter-Interaktionen gesammelt.
Die so erhobenen Daten wurden annotiert und bildeten die Grundlage für
das Training von Engagementdetektions-Modellen und entsprechenden
Coping-Reaktionen des Roboters. Feldversuche evaluierten die
Klassifikationsergebnisse der Detektionsalgorithmen und die Wirksamkeit
der Roboter-Coping-Reaktionen. Basierend auf den Ergebnissen erfolgten
im Anschluss Redesign- und Verfeinerungsarbeiten. Eine abschließende
Online-Studie bewertete schließlich die Akzeptanz bei den Endnutzern.
Ergebnisse:
Für den Roboter-Lernassistenten wurde ein KI-basiertes
Engagement-Erkennungs-System entwickelt, welches die Besonderheiten von
Kindern im Autismus-Spektrum berücksichtigt und die Durchführung
verhaltenstherapeutischer Lernprogramme ermöglicht. Im Rahmen der
durchgeführten Feldevaluation des Roboters wurde sein Einsatz als
hilfreich bewertet, um Lernerfolg und Motivation der Kinder zu steigern.
Weiterer technischer Entwicklungsbedarf besteht hinsichtlich der
Handlungs-, Reaktions- und Bewegungsmöglichkeiten des Roboters sowie der
Personalisierbarkeit.
Schlussfolgerungen:
Grundsätzlich ist der Einsatz von Assistenzrobotern als Unterstützung im
Rahmen verhaltenstherapeutischer Förderprogramme möglich; mittlerweile
weisen die am Markt verfügbaren Systeme in Verbindung mit der im Projekt
entwickelten Software dem Grunde nach zentrale Fähigkeiten für
Zustandserkennung und eine adressatengerechte Kommunikation auf.
Reaktionsrepertoire, -geschwindigkeit und -individualisierung müssen bis
zur Praxistauglichkeit noch erweitert werden.
Bibliographische Daten